М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

Тўлиқ алоқали топология.
Тўлиқ алоқали топологияда (1.8,б-расм), шунингдек “максимал гуруҳланган” номи билан маълум бўлган топологияда, ҳар бир боғлама қолган ҳамма боғламалар билан тўғридан – тўғри уланган бўлади. N боғламалардан ташкил топган тизим қуйидаги кўрсаткичларга эга: D=1; d=N-1; I=N(N-1)/2; B=N2/4.






Агар тизимнинг ўлчами катта бўлса, топология қимматбаҳо ва қийин амалга ошириладиган бўлади. Бундан ташқари, максимал гуруҳланган топология унумдорликни яхшиланишини таъминламайди, чунки ҳар бир жўнатиш операцияси боғламадан ўзининг ҳамма N – 1 киришининг ҳолатини таҳлил қилишини талаб қилади. Бу операцияни жадаллаштириш учун ҳамма киришлар параллел таҳлил қилиниши керак, бу ўз навбатида боғламаларнинг конструкциясини мураккаблаштиради.
Гиперкуб топологияси.
Параллел процессорларни бирлаштиришда 1.8,в-расмда кўрсатилганидек гиперкуб топологияси машҳурдир. Иккита боғламани боғлаб турувчи чизиқ бир ўлчовли гиперкубни аниқлайди. Тўртта боғлама билан шакллантирилган квадрат – икки ўлчовли гиперкуб, саккиз боғламалиги эса уч ўлчовли гиперкубдир. Бу қатордан m - ўлчовли ги­перкубни олиш алгоритми келиб чиқади: (m-1) - ўлчовли гиперкубдан бошлаймиз, уни ўхшаш нусхасини қиламиз, кейин бошланғич гиперкубнинг ва бир номли боғлама нусханинг ҳар бир боғламаси орасига алоқа йўлларни қўшиб чиқамиз. m (N - 2m) га тенг бўлган ўлчами гиперкуб қуйидаги тавсифга эга:
.
Гиперкуб ўлчамининг 1 га кўпайиши унинг боғламалар сонининг икки марта ошишига, боғламалар тартибини ва тизим диаметрининг 1 га кўпайишига олиб келади.
Динамик топологиялар.
Тармоқнинг динамик топологиясида боғламаларнинг уланишини электрон калитлар таъминлайди. Уларни ўрнатишни ўзгартириш билан тармоқ топологиясини алмаштириш мумкин. Боғлама вазифасини ахборот алмашиш объектлари ўйнайдиган топологиялардан фарқли равишда, динамик тармоқларнинг боғламаларида уловчи элементлар жойлашган бўлади, хабарлар билан алмашинувчи қурилмалар (терминаллар) эса бу тизимнинг кириш ва чиқишига уланади. Терминаллар ролида процессорлар ёки процессорлар ва хотира модуллари бўлиши мумкин.
Шина архитектурали тизимлар динамик тизимларнинг энг содда ва арзон кўринишидир. 1.9,а-расмда кўрсатилган бир шинали топологияларда ҳамма боғламалар 1 тартибга (d=1) эга ва биргаликда ишлатиладиган битта шинага уланган. Ҳар бир аниқ вақтда фақат бир жуфт боғламалар хабар алмашиши мумкин, яъни хабар алмашинув вақтида шинани иккита боғламадан тузилган тармоқ сифатида қараш мумкин, бунда унинг диаметри 1 га (D=1) тенг бўлади. Шунинингдек, (В) кўрсаткич кенглиги ҳам 1 га тенг, чунки топология бир вақтнинг ўзида фақат битта хабарни узата олади. Бир турдаги конфигурация боғламалар сони кўп бўлмаганда, яъни шина трафики унинг ўтказиш хусусиятига нисбатан кичик бўлса фойдали бўлади. Бир шинали архитектурадан кўпроқ бир неча боғламаларни гуруҳга (кластер) бирлаштириш учун фойдаланилади, шундан кейин топологиянинг бошқа турларига асосланиб, бундай кластерлардан тармоқ шакллантирилади.
Кўп шинали топология n мустақил шина борлигини ва бу шиналарнинг ҳар бирига боғламаларнинг уланишини тахмин қилади. Шу сабабдан, n жуфт боғламалар орасида бир вақтнинг ўзида хабарларни жўнатишга йўл беради. Бундай топология юқори унумдорли ҳисоблаш тизимлари учун яроқлидир. Ўтказиш хусусияти шиналар сонига пропорционал ўсганда, тизим диаметри олдингидек 1 га тенгдир. Ҳар хил шиналар билан алмашинадиган боғламалар жуфтлигидан келиб чиқадиган тўқнашувларнинг олдини олиш зарурияти борлигидан кўп шинали архитектурани бошқариш бир шиналига қараганда мураккаброқ. Бундан ташқари, боғламалар тартибининг ўсиши билан уларнинг техник амалга оширилиши мураккаблашади.
Матрицали коммутатор асосидаги мультипроцессор тизимининг кесишувчи уланиш топологияси бир поғонали динамик тизимнинг классик кўринишидир. Матрицали коммутатор (1.9.б-расм) min (n, m)га тенг бўлган n киришли ва m чиқишли терминал боғламаларни параллелизм поғонаси билан бирлаштириш имконига эга бўлган коммутатордир. Бу топологиянинг асосий афзаллиги шундаки, ҳар қандай йўл фақат битта калитни сақлагани учун бу тизим бошқа топологияларга қараганда хабарларни узатишда энг кичик кечикишни таъминлайди. Шунга қарамасдан, тизимдаги калитлар сони nxm га тенг бўлгани учун бундай коммутатор катта тизимларда қўлланилмайди. Қуйида калитлар сонини нисбатан кам талаб қиладиган топологиялар катта тизимлар учун таклиф қилинади.
Замонавий матрицали коммутаторлар 256 тагача қурилмани бирлаштириши мумкин. Баъзи бир кўп ишлаб чиқариладиган ҳисоблаш тизимларида улашларни ташкил қилиш учун топологиядан фойдаланилади.